Question

Raportul dintre masa atomilor de carbon si masa atomilor de hidrogen din molecula unui compus monocloruratB, provenit dintr-o hidrocarbura saturata cu catena ciclica A, are valoarea 6.5454. Hidrocarbura saturata A se dehidrogeneaza cu aromatizare.
a) sa se identifice hidrocarbura A
b) sa se calculeze volumul de clor, masurat la 17gradeC si 5.8 atm, care reactioneaza cu 168 kg de hidrocarbura A, conform ecuatiei:
A + Cl2 --> B + HCl
c) sa se calculeze masa de hidrocarbura aromatica rezultata prin dehidrogenarea a 168 kg de hidrocarbura A, daca randamentul reactiei e 80%.

Answer 1

Formula generală a unei hidrocarburi saturate cu catena ciclică este: $C_nH_{2n}$, iar a derivatul monoclorurat este $C_nH_{2n-1}Cl$ (deoarece clorul înlocuieşte un atom de hidrogen)

Ştiind raportul dintre masa atomilor de carbon şi a celor de hidrogen, îl putem scoate pe 'n'.

Compusul $C_nH_{2n-1}Cl$ are masa atomilor de carbon 12n iar a celor de hidrogen (2n-1), deci ecuaţia o să fie:

$\frac{12n}{2n-1} = 6.5454$

12n = 13.0908n - 6.5454
1.0908n = 6.5454
=> n= 6

Cicloalcanul cu 6 atomi de carbon, care se dehidrogenază se aromatizare este ciclohexanul.

b) C6H12 + Cl2 -> C6H12Cl + HCl

M ciclohexan = 84

Calculăm câţi kmoli reprezintă cele 168 kg de ciclohexan:

$\frac{168}{84} = 2 \ kmoli \ ciclohexan$

Reacţia cu clorul este mol la mol, deci pentru clorurarea a 2 kmoli de ciclohexan, se folosesc tot 2 kmoli de clor.

pV=nRT

p = presiune
V = volum
n = număr de moli
R = 0.082 (constantă)
T = temperatură (exprimată în K)

$V = \frac{nRT}{p} = \frac{2*0.082*290}{5.8} = 8.2 \ m^3 \ Cl$

c) Cum am văzut şi mai sus, 168 kg de hidrocarbură înseamnă 2 kmoli.

C6H12  ---(dehidrogenare)-----> C6H6 (benzen)

M C6H6 = 78

Reacţia este tot mol la mol, deci din 2 kmoli ciclohexan se obţin 2 kmoli benzen.
Aplicăm randamentul de 80%:

$\frac{2*80}{100} = 1.6 \ kmoli \ benzen$

Înmulţim cu masa molară a acestuia:

1.6 * 78 = 124.8 kg benzen